RW Space

В Солнечной системе есть много странных спутников. У нас есть горячие луны и холодные луны. Есть луна с жидкостью и множество пыльных лун. У одной планеты есть луна из грецкого ореха, а у другой — из картофеля.

Но из почти 300 лун, обнаруженных на сегодняшний день, ни одна не имеет кольца.

Это, на самом деле, это странно.

Из восьми планет Солнечной системы половина имеет кольца пыли и льда, вращающиеся вокруг экватора. Считается, что у Марса когда-то было кольцо. У некоторых карликовых планет есть кольца (хотя иногда астрономы не могут понять, каким образом). Даже у некоторых астероидов есть кольца.

Именно во время изучения идеи о кольцевых лунах за пределами Солнечной системы, получивших название крономуны, этот вопрос начал беспокоить астрофизика Марио Сусеркиа из Университета Адольфо Ибаньеса в Чили и его коллег. .

«Если у планет-гигантов в нашей Солнечной системе есть кольца, и если они есть у кентавров (астероидов за орбитой Юпитера) и транснептуновых объектов, то почему у лун в Солнечной системе нет колец?» Сусеркиа объяснил ScienceAlert.

«Это отсутствие казалось нелогичным, учитывая распространенность колец в других местах, поэтому мы хотели выяснить, могут ли существовать скрытые динамические причины, препятствующие образованию колец или долгосрочной стабильности вокруг лун». p>

Нам еще предстоит обнаружить луну за пределами Солнечной системы, но Сусеркиа и его коллеги в 2021 году выдвинули гипотезу, что нужно иметь достаточно большая система колец, она могла бы заслонить достаточно звездного света, чтобы заявить о себе.

Но потом им пришло в голову, что мы никогда на самом деле не видели луну с кольцами, что открывает вполне реальную возможность того, что они не может существовать.

Что ж, когда вы астроном, у которого в вашем распоряжении есть вопросы и инструменты моделирования, вам остается только одно: вы создаете маленькие модели космического пространства. систем и изучить, что происходит, когда вы приводите их в движение.

Теперь существует много сырья, из которого могут образовываться кольца вокруг различных лун Солнечной системы. Некоторые покрыты кратерами; пыль, выброшенная во время удара, потенциально может образовать кольцо. Другие выделяют пар или газ. Так что никаких проблем.

Предполагая, что гравитационное влияние Луны, ее родительской планеты и, возможно, других спутников может оказаться слишком сильным для того, чтобы кольца могли устояться, исследователи разработали и провели тесты. с использованием моделирования N-тел.

«Например, Энцелад, спутник Сатурна со значительной геологической активностью, выбрасывает водяной пар, частицы льда и газы из гейзеров на своем южном полюсе. Вместо того, чтобы образовывать кольцо вокруг Луны, этот материал переносится на орбиту планеты из-за интенсивного взаимодействия с соседними лунами, питая кольцо E Сатурна», — пояснил Сусеркиа.

«Другими словами, пока спутники. генерируют часть сырья для колец, окружающая среда гарантирует, что более массивная планета удержит его, предотвращая образование колец вокруг самих лун».

На сегодняшний день НАСА насчитывает 293 луны на орбитах вокруг планет. в нашей Солнечной системе, большинство из которых сопровождают Юпитер и Сатурн. Есть также спутники, вращающиеся вокруг карликовых планет и даже астероидов.

Сусеркиа и его команда разработали свои модели, чтобы имитировать спутники, которые можно найти вокруг тел Солнечной системы, от Земли с ее единственной луной до более крупных спутников Юпитера. и Сатурн, более миллиона лет эволюции. Они хотели изучить стабильность этих объектов, их гравитационную среду, возможные кольцевые системы и то, как они менялись с течением времени.

И результаты оказались совсем не такими, как ожидали исследователи.

«Изначально я ожидал, что кольца будут совершенно нестабильными, что прямо ответило бы на вопрос. Однако, вопреки нашим ожиданиям, мы обнаружили, что во многих случаях эти структуры были довольно стабильными», — сказал Сусеркиа.

«На самом деле, в более ранней статье мы продемонстрировали, что изолированные спутники могут иметь стабильные кольца, но мы не ожидали, что спутники во враждебной гравитационной среде, когда многие другие спутники и планеты нарушают их кольца, по-прежнему будут сохранять стабильность. Сюрприз возник, когда мы поняли, что эта враждебная среда вместо того, чтобы разрушить кольца, на самом деле придала им великую красоту, создав такие структуры, как разрывы и волны, подобные тем, которые наблюдаются в кольцах Сатурна.»

На спутниках Солнечной системы есть некоторые особенности, которые указывают на существование колец в прошлом. Моделирование подтверждает предположения о том, что обломки, обнаруженные на орбите спутника Сатурна Реи, могут быть последними остатками того, что когда-то было системой полного кольца. А у спутника Сатурна Япета есть экваториальный хребет, который может быть остатками кольца, упавшего на луну, точно так же, как кольца Сатурна медленно падают на газового гиганта.

Эти результаты предполагают, что причина, по которой мы не видим лунных колец в Солнечной системе, заключается в том, что мы просто оказались не в том месте в нужное время. Давление излучения Солнца, магнитные поля, внутренний нагрев и магнитосферная плазма — все это способствовало потере всех когда-то существовавших лунных колец, говорят исследователи.

«Я считаю, что нам, возможно, в некоторой степени не повезло в этом вопросе. В этом отношении мы начали наблюдать Вселенную в период, когда этих структур больше нет. После проведения этого исследования я убежден, что эти кольца, вероятно, существовали в прошлом», — сказал Сусеркиа.

Это любезно. депрессанта. Но очень правдоподобно. Исследования показывают, что единственная причина, по которой мы видим кольца Сатурна, заключается в том, что мы находимся в нужном месте в нужное время. Мы видим только затмения, которые совершаем по той же причине; Луна удаляется от Земли, и со временем она окажется слишком далеко, чтобы полностью закрыть Солнце.

Исследователи полагают, что дальнейшее моделирование, включающее больше параметров, таких как радиационное давление и магнитные поля, может помочь нам понять отсутствие лунных колец. более подробно. Нам также следует, предложил Сусеркиа, более тщательно изучать спутники, ища свидетельства существования колец в прошлом, такие как хребет Япета.

Тем временем он и его коллеги расширяют свои поиски, ища спутники с кольцами, которые могут будут вращаться вокруг инопланетных миров, вращаться вокруг инопланетных звезд.

«Я не могу не задаться вопросом о мифологии и историях, которые могут возникнуть от жителей других миров, у спутников которых есть кольца», — сказал он ScienceAlert. «Насколько другими могли бы быть наши истории и культура, если бы на нашей Луне были кольца? Возможности безграничны».

Исследование было принято в журнал Астрономия и астрофизика и доступно на сайте arXiv.